可自适应调节带宽的新型非线性二阶锁相环

大捕获带宽的同步给传统二阶锁相环带来了巨大挑战。文中针对传统锁相环捕获带宽与抑制噪声能力两者之间的矛盾,提出一种耦合非线性环节的新型二阶锁相环,利用非线性模块自适应调整环路噪声带宽。输入输出相位误差较大时利用较大的带宽迅速减小频偏;当相位误差由于环路控制作用而减小时,利用较小的带宽抑制噪声以提高跟踪精度。仿真结果表明,非线性二阶锁相环跟踪速度显著提高,且相比传统二阶锁相环,捕获带宽从4 kHz最大提高到18.8 kHz。     

基准振荡器相位噪声对载波锁相环的影响

扩频接收机中的锁相跟踪环路噪声带宽受环路输入信号的各种内部和外部噪声误差的制约,在环路滤波器噪声带宽很窄的条件下,接收机基准振荡器的相位噪声对PLL环路的影响不能忽略.根据基准振荡器相位噪声功率谱密度的度量公式,考虑利用二阶锁相环的情况下,推导出基准振荡器的阿仑偏差与环路滤波器噪声带宽的关系,确定在跟踪接收机设计中,采用高频率稳定度的恒温晶振作为基准振荡器,可以获得较窄的环路噪声带宽,从而提高跟踪的稳定性和测量精度.     

主动锁模光纤激光器的锁相稳定方法

对主动锁模光纤激光器的锁相环路进行了改进,提出一种通过使用"变带宽锁相环"来改善主动锁模光纤激光器稳定性的方法.该方法主要依据信号误差电压实时控制环路的带宽,使环路带宽随锁定信号的频率差动态改变,以达到快速锁定信号的目的,从而提高锁模光纤激光器输出光脉冲的频率稳定性.利用Matlab软件的Simulink功能模块对其实效性进行了仿真验证.结果表明,采用该方法,锁相环的捕捉性能和跟踪性能提高了,主动锁模光纤激光器的工作稳定性得到进一步改善.     

三阶锁相环环路滤波器参数设计

锁相环在通信、遥测、导航等领域有着广泛的应用,三阶锁相环由于其频率斜率跟踪能力,越来越受到重视,特别是深空探测的极窄带应用。利用系统稳定性分析方法和高阶系统分析理论,分别对两种模型的二阶环路滤波器,即理想二阶滤波器和三参数滤波器模型,推导了参数设计公式,给出三阶锁相环设计参数的模拟及数字环路公式,并与JPL数字锁相环(DPLL)的设计参数经验公式进行比较。仿真结果表明,3种设计方法近似相同,而所推导的参数设计方法优点在于可以灵活配置系统的零、极点的位置以及阻尼系数等多种参数,为各种变带宽和自适应算法提供理论和应用基础。     

锁相环频率合成器最优环路带宽的选取

锁相环频率合成器环路带宽值的选取直接影响其输出相位噪声。基于此,本文首先介绍了锁相环的基本组成部分,然后分析了晶振、集成锁相芯片和压控振荡器相位噪声对频率合成器环路输出端的噪声影响,从而导出了最优环路带宽计算公式。并且通过基于PE3236芯片的频率合成器的输出相位噪声测量对最优环路带宽公式正确性进行了验证。结果表明:当根据最优环路带宽公式取值时,锁相环频率合成器的输出相位噪声满足实际应用需求。     

MSM激光距离成像雷达中线性调频信号的产生

MSM激光距离成像雷达将微波雷达中调频测距原理应用到激光雷达,采用一个线性调频的射频副载波调制激光输出强度。本文提出了雷达中调频信号发生器产生宽带线性调频信号的设计思路,并着重阐述DDS+PLL实现宽带线性调频的过程。首先建立四阶二型锁相环架构,分析其对DDS产生的线性扫频信号实现频率稳态跟踪的可能性,然后进行锁相环锁频的初步仿真并得到环路基本参数,最后在输入DDS产生的线性扫频信号前提下仿真环路的频率跟踪性能。仿真结果表明四阶二型锁相环实现了对DDS产生的线性扫频信号的频率跟踪及频带扩展,满足了雷达距离精度对线性调频信号的宽频带要求。     

基于自适应比例积分控制的全数字锁相环

针对传统锁相环所存在的锁相范围窄、环路带宽和控制参数固定、以及提高锁相速度与减小稳态误差相互制约等问题,提出了一种新型带宽自适应全数字锁相环。该系统采用比例积分控制与自适应控制相结合的复合控制方式,其中自适应控制器可根据锁相过程的鉴频鉴相信息,自动调整数字滤波器的控制参数,实现对环路的实时控制。采用理论分析与硬件电路设计相结合的方法进行了系统设计,并用FPGA予以实现。系统仿真与硬件电路测试结果证实了设计方案的正确性。该锁相环的自由振荡频率可随输入信号频率的变化而改变,具有电路结构简单、锁相范围广、锁定速度快和稳态误差小等特点。     

一种基于FPGA的谐振型逆变器控制电路的分析和买现

分析了一种基于现场可编程逻辑器件（FPGA）的谐振型逆变器控制电路，在FPGA芯片上实现了自采样比例积分（PI）控制全数字锁相环（ADPLL）的设计，由于采用了自采样比例积分的策略，使锁相环在不同的锁频点具有几乎相同的形式的传递函数，有利于理论分析和环路设计、理论分析、仿真验证和试验结果都表明该逆变器控制电路具有环路参数设计简单、频率跟踪范围广、跟踪速度快、系统稳定性好、控制灵活等优点。     

混合型四阶锁相环

本文描述了用于跟踪测量设备的混合型四阶锁相环路。给出了环路传递函数的一般型式和它的等效噪声带宽,讨论了它对动态信号跟踪的稳态误差和环路的稳定性,叙述了它的牵引范围和捕获时间。给出了用于某设备上的窄带混合型四阶锁相环主要性能的实际结果。     

GNSS接收机锁相环最佳环路带宽的选取

锁相环环路带宽值的选取对于锁相环的跟踪误差性能有重要影响。基于全球卫星导航系统(GNSS）接收机中常用锁相环结构与数学模型,首先介绍了锁相环及其重要组成部分环路滤波器的结构和原理,然后分析了环路带宽的取值对锁相环两个最重要的误差源——环路热噪声误差和晶振阿伦偏差的影响,给出了低动态下使锁相环总的跟踪误差最小的最佳环路带宽的理论表达式。对基于由现场可编程门阵列（FPGA）芯片、温补晶振和模/数接口电路构建的实际硬件接收机平台进行了验证,结果表明：当根据最佳环路带宽的理论表达式取环路带宽值时,锁相环的跟踪误差最小。所推得的理论表达式不仅可以应用于GNSS接收机,也适用于一般的载波跟踪环设计。     

基于模糊逼近的非线性多时延系统的自适应跟踪控制

针对一类多输入多输出非线性多时延系统,提出了基于模糊逼近的自适应跟踪控制方案.该方案构建了基于模糊T-S模型的自适应时延模糊逻辑系统,用来逼近未知非线性时延函数.从而实现了对非线性系统的建模.根据跟踪误差给出了时延模糊逻辑系统的参数自适应律.设计了H_∞补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动.基于Lyapunov稳定性理论,提出的控制方案保证了闭环系统的稳定性并获得了期望的H_∞跟踪性能.机械臂的仿真结果表明了该方案的有效性.     

Applications of New Fuzzy Inference-Based Tracking Loops for Kinematic GPS Receiver

Carrier phase measurement is essential for high-accuracy measurement in kinematic global positioning system (GPS) applications. For GPS receiver design, a narrow noise bandwidth is desired to decrease phase jitter due to thermal noise. However, this bandwidth will deteriorate the capability of the tracking loop and result in cycle slipping. Based on bandwidth adjustment criteria, a novel intelligent GPS receiver is proposed for solving the carrier phase tracking problem in the presence of high dynamic environments. A phase error estimator is developed in the carrier loop to conduct the phase error signals; i.e., frequency and frequency ramp errors. Two kinds of fuzzy inference (FI)-based approaches, fuzzy logic control and adaptive neuro-fuzzy control methods, that are simple and have easy realization properties are designed to perform rapid and accurate control of the digital frequency phase-locked loop (FPLL). A new design procedure for kinematic GPS receiver development is also presented. The computer results show that the FI-based receivers achieve faster settling time and wider pull-in range than the conventional tracking loops while also preventing the occurrence of cycle slips.     

快速建立时间的自适应锁相环

该文简要讨论了环路性能(建立时间,相位噪声和杂散信号)和环路参数(带宽,相位裕度等)的相互关系。提出并分析了一种自适应的具有快速建立时间的锁相环结构及其关键模块(鉴相鉴频器和电荷泵)。该结构基于两个环路:粗调谐环路和精调谐环路。粗调谐环路用于快速收敛,而精调谐环路用于精细的调整。环路参数调整连续发生,无需切换环路滤波器元件和外面的控制信号。基于SMIC 0.18m 1.8V CMOS工艺的Spectre仿真表明:粗调谐鉴相鉴频器能够有效地关断粗调谐回路;电荷泵上下电流具有小于0.1%的静态失配特性;在相同的环路带宽下与传统的锁相环相比,自适应锁相环能减少超过30%的建立时间。     

A low-noise fast-lock phase-locked loop with adaptive bandwidthcontrol

This paper presents a salient analog phase-locked loop (PLL) that adaptively controls the loop bandwidth according to the locking status and the phase error amount. When the phase error is large, such as in the locking mode, the PLL increases the loop bandwidth and achieves fast locking. On the other hand, when the phase error is small, this PLL decreases the loop bandwidth and minimizes output jitters. Based on an analog recursive bandwidth control algorithm, the PLL achieves the phase and frequency lock in less than 30 clock cycles without pre-training, and maintains the cycle-to-cycle jitter within 20 ps (peak-to-peak) in the tracking mode. A feed forward-type duty-cycle corrector is designed to keep the 50% duty cycle ratio over all operating frequency range     

伪码测距雷达中的伪码跟踪环路设计

提出了一种适用于伪码测距雷达的伪码跟踪环设计方法,重点对伪码跟踪环的跟踪精度和动态性能进行了分析,讨论了一种最小跟踪误差意义下的最优环路带宽确定方法。仿真结果表明伪码跟踪环跟踪精度高,对动态运动的适应能力强。     

目标跟踪性能的仿真研究

系统目标的跟踪性能,一般要通过实际跟踪才能得到检验,如何定量地检验系统的目标跟踪性能是否满足系统指标一直是困扰使用者的难题。结合船载雷达的特点,通过MATLAB仿真软件对伺服系统位置回路带宽与系统跟踪性能之间的定性、定量关系进行描述,为检验系统适应不同特性目标的能力提供可靠的测试依据。     

高动态GPS接收机环路跟踪技术研究

为了解决加速度45g、加加速度10g/s的高动态环境下GPS信号的载波跟踪、码跟踪及其精度问题,提出了一种综合考虑动态和精度性能的载波环和码环优化设计方案,探讨了高动态情况下载波环和码环的结构设计及捕获转跟踪技术,分析了FLL/PLL/DLL环路的动态应力、暂态响应和鉴别器特性,总结了实用的控制策略和环路带宽。该方案经自主开发的软件接收机测试验证,可以在达到很高动态特性的同时满足一定的测距精度和定位精度要求。     

基于无传感器的BLDCM模糊自适应控制

为简化无刷直流电机控制系统的结构,使其具有较快的转矩响应速度,针对传统的PID控制方式在对BLDCM系统控制时,存在精度低、抗干扰能力弱等不足,提出了一种基于无传感器的反电势过零检测的参数自适应模糊PID集成控制方案。将模糊自适应PID控制应用到SLBLDCM控制系统中,建立无刷直流电机的数学模型,利用Matlab中的Fuzzy Toolbox和Simulink完成电机模糊自适应双闭环调速系统的仿真设计。仿真结果表明,控制系统运行平稳,速度跟踪快速准确,具有较高的控制精度和较好的鲁棒性。     

自偏置锁相环结构及其稳定性条件分析

给出了基于自偏置技术的电荷泵锁相环电路,压控振荡器的工作频率动态地建立了电路内部所有的偏置电压和电流,从而实现了固定衰减因子,固定环路带宽与工作频率之比,这二者由电容的比率决定,极大地实现了电路设计的工艺无关性,同时也得到了小的相位抖动,最后,对这种锁相环的稳定性进行了一定的分析。